Биологические основы адаптивного растениеводства

2

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РФ

БЕЛГОРОДСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

Кафедра растениеводства

Реферат

на тему:

«Биологические основы адаптивного растениеводства».

Выполнила:

Проверил:

Наумкин В. Н

Белгород - 2008

Содержание

1. Биологические севообороты в адаптивном растениеводстве

2. Основы питания растений в адаптивном растениеводстве

3. Защита растений в адаптивном растениеводстве

4. Качество продукции в адаптивном растениеводстве

1. Биологические севообороты в адаптивном растениеводстве

В последние десятилетия интенсификация земледелия привела к некоторым негативным последствиям. Из-за чрезмерного применения в развитых странах синтетических средств химизации (пестицидов для подавления вредных организмов, минеральных удобрений, регуляторов роста растений) все более стало ощущаться опасное загрязнение окружающей среды. Кроме ухудшения жизненных условий, это ведет к существенному увеличению затрат на медицину и мероприятий по охране и реабилитации природы. В мире все большее число экспертов обосновывают нецелесообразность чрезмерной химизации, учитывая то, что около 1/3 загрязнения природной среды происходит за счет сельского хозяйства.

Эта проблема встает и в нашей стране. Внедрение индустриальных методов работы на земле привели к резкому снижению плодородия почв, увеличению потребления энерго- и трудоресурсов, снижению фондоотдачи. Первопричины снижения плодородия почв - эрозия, вследствие распыления и обеструктуривания поверхностных горизонтов, подкисление из-за выпадения кислотных дождей и использования кислых форм минеральных удобрений; переуплотнение за счет применения тяжелой техники; подтопление территорий, прилегающим к водохранилищам.

Негативная ситуация с плодородием почв обостряется еще тем, что сокращаются объемы внесения химических мелиорантов, применения минеральных и органических удобрений.

Практически парализовано материально-техническое перевооружение сельского хозяйства. За последние годы совокупные цены на сельскохозяйственную продукцию в стране выросли в 90 раз, тогда как на потребляемые в аграрном секторе промышленные средства - в 500 раз. Производство минеральных удобрений составляет лишь 50 процентов в сравнении с 1990г, а их поставки сельскому хозяйству -14 процентов. Внесение минеральных удобрений упало до 5 кг действующего вещества на гектар, тогда как в развитых странах этот показатель достигает 300 - 400 кг. Сокращается внесение органических удобрений, известкование почв.

Сложная реорганизация землепользования сопровождается мерами по восстановлению севооборотов, усиливает бессистемность использования земель.

В связи с этим необходимы мероприятия по освоению систем земледелия, адаптированных к местным почвенно-климатическим и экономическим условиям, плодосменных севооборотов, дифференцированной разноглубинной обработки почвы, рационального применения всех видов удобрений, низкозатратных технологий возделывания сельскохозяйственных культур. Во всех этих системах необходимо полно использовать биологизацию земледелия с учетом конкретных условий на переходном периоде.

В большинстве развитых стран активно разрабатываются и осваиваются биологические методы ведения сельского хозяйства, основанные на сокращении или полном отказе от синтетических минеральных удобрений и химических средств защиты растений при максимальном использовании биологических факторов повышения плодородия почв, подавления болезней, вредителей и сорняков, а также осуществления комплекса других мероприятий, не оказывающих негативного воздействия на состояние природной среды, но улучшающих условия формирования урожая. Такая система производства получила название экологического сельского хозяйства.

Среди сторонников таких методов ведения хозяйства сформировалось несколько основных направлений, объединяемых в научной литературе под общим названием “ альтернативное “ земледелие. Пока эта система охватывает не более 0,1 - 0,3 процента посевной площади мира и составляет только 2 процента мирового агропроизводства.

Биологическая, органическая, экологическая системы используют в основном те же принципы и идеи, что и органо-биологическое земледелие. “Органическим“ земледелие принято называть в США “биологическим,“ во Франции, приверженцы “экологической “ системы имеются в разных странах.

Независимо от названия все эти системы ставят своей задачей биологизацию и экологизацию земледелия. А это означает, что сельскохозяйственное предприятие, агроэкосистема рассматривается как относительно независимый, экологически приспособляемый организм, включающий взаимосвязанное развитие ландшафта и производства.

Основу биологического земледелия составляет севооборот или система севооборотов, вводимые на основе детальной поконтурной оценке земель. Севооборот строится на основе плодосмена.

Обязательные компоненты севооборотов - многолетние и однолетние бобовые травы и их смеси со злаковыми, зернобобовые и промежуточные культуры (поукосные и пожнивные), озимые и яровые колосовые, пропашные.

Особое внимание уделяется поликультуре - совместном возделыванию двух или более культур в смешанных посевах. Многие вопросы поликультуры были разработаны 40 - 50 лет назад , но в последствии интерес к ним был утрачен. Разнообразие видов растений в смешанных посевах обеспечивает поступление в почву больших количеств растительных остатков и активизацию микробиологической деятельности в корне обитаемом слое.

2. Основы пи тания растений в адаптивном растениеводстве

Питание растений, процесс поглощения и усвоения растениями из окружающей среды химических элементов, необходимых для их жизни; заключается в перемещении веществ из среды в цитоплазму растительных клеток и их химическом превращении в соединения, свойственные данному виду растений. Поглощение и усвоение питательных веществ вместе с их распадом и выделением составляют обмен веществ - основу жизнедеятельности организма.

Потребность растительного организма в различных элементах неодинакова; наибольшая - в кислороде и водороде. Это объясняется тем, что живое растение на 80-90% состоит из воды, т. е. из кислорода и водорода в отношении 8 1. Кроме того, растение расходует за свою жизнь в процессе транспирации в сотни раз больше воды, чем его собственная масса (для предотвращения перегрева). Основу сухого вещества растения наряду с углеродом (45%) составляют также кислород (42%) и водород (6-7%). На долю элементов минерального питания, среди которых преобладают азот и калий, приходится всего 5-7% сухого вещества растения. Отсутствие или большой недостаток любого из них неизбежно приводит к прекращению роста и к гибели растения. Каждый из элементов выполняет в растительных тканях свою уникальную функцию, неразрывно связанную со всеми др. отправлениями организма. Так, углерод вместе с водородом и кислородом составляет основу всех молекул органических соединений. Вещества, состоящие только из этих трёх элементов - главный субстрат дыхания. Из полимерных углеводов состоят также оболочки растительных клеток. Каждый вид и даже сорт растений поглощает преимущественно те элементы, которые в наибольших количествах нужны для свойственного ему обмена веществ. Поэтому, например, содержание калия в растениях обычно в десятки раз превышает содержание натрия, хотя в почвах отношение между этими элементами обратное.

Гетеротрофы, живущие за счёт органических соединений др. живых организмов, называются паразитами. К ним относятся все грибы и бактерии - возбудители болезней животных и растений, а также некоторые высшие растения, например заразиха, высасывающая с помощью специальных присосок соки др. растений. Паразитическое питание растений отличается от симбиоза, при котором происходит постоянный обмен продуктами жизнедеятельности, полезный для обоих партнёров. Симбиотическое питание растений наблюдается, например, у азотфиксирующих бактерий, поселяющихся в клубеньках на корнях бобовых растений, у шляпочных грибов, гифы которых проникают в корневые ткани древесных растений. Большая часть растений способна усваивать углерод из углекислого газа, восстанавливая его до органических соединений. Этот тип питания называется автотрофным. Он свойствен всем высшим зелёным растениям, а также водорослям, некоторым бактериям. Восстановление CO₂ до органических соединений требует затрат энергии либо за счёт поглощаемого солнечного света, либо за счёт окисления восстановленных соединений, поглощаемых из внешней среды.

Питание растений осуществляется большой биогеохимический круговорот веществ в природе. Автотрофные растения дают начало этому круговороту, удаляя из атмосферы CO₂ и создавая богатые химической энергией органические вещества. Гетеротрофные растения замыкают этот круговорот, разлагая мёртвые органические остатки до исходных минеральных веществ.

В процессе фотосинтеза растения не только поглощают вещества, но и накапливают энергию. Один из первичных продуктов фотосинтеза - сахара.

Питание растений обеспечивает веществами и энергией следующие процессы поддержание жизнедеятельности, рост органов, отложение веществ в запас и, воспроизведение потомства. При недостаточном питание растений питательными веществами обеспечиваются в первую очередь процессы, связанные с жизнедеятельностью и воспроизведением потомства. При умеренном недостатке питание растений рост молодых частей растения ещё продолжается за счёт реутилизации, т. е. повторного использования питательных элементов путём их оттока из более старых листьев. При резком недостатке питание растений рост прекращается, и все питательные ресурсы направляются на главную функцию растительного организма - воспроизведение потомства.

Создание наилучших условий почвенного питание растений путём орошения и внесения удобрений - наиболее эффективное средство управления урожаем с.-х. растений. В закрытом грунте можно регулировать также воздушное Питание растений- путём изменения содержания CO2 в воздухе и дополнительного освещения. Создание оптимального комплекса условий для питание растений - главная задача растениеводства. На решение этой задачи направлены мероприятия по мелиорации засоленных почв, агротехнические приёмы обработки почвы, борьба с сорняками.

3. Защита растений в адаптивном растениеводстве

Питание - это основа жизни любого живого организма, в том числе и растений. Вне питания нельзя понять сущность процессов роста и развития.

С точки зрения практического растениеводства важнейшим средством улучшения питания сельскохозяйственных культур является прежде всего применение органических и минеральных удобрений. Рост растительной продукции определяется множеством факторов, среди которых ведущая роль все же принадлежит удобрениям и особенно минеральным, производство которых наращивает высокие темпы.

Почва является основным источником обеспечения сельскохозяйственных культур питательными веществами. Однако в современных условиях непрерывной интенсификации сельскохозяйственного производства для ежегодного выращивания высоких урожаев с продукцией хорошего качества довольно часто оказывается недостаточным то количество питательных веществ, которое поступает в растения из органического вещества и труднорастворимых минеральных соединений почвы в результате деятельности микроорганизмов и корневой системы растений.

Пестициды -- это химические или биологические препараты, используемые для борьбы с вредителями и болезнями растений, сорными растениями, вредителями хранящейся сельскохозяйственной продукции, бытовыми вредителями и внешними паразитами животных, а также для регулирования роста, предуборочного удаления листьев (дефолианты), предуборочного подсушивания растений (десиканты). Действующее вещество пестицида -- биологически активная его часть, использование которой приводит к воздействию на тот или иной вид вредного организма или на рост и развитие растений.

Фунгициды предохраняют от грибковых заболеваний сельскохозяйственные культуры. Объем их производства и ассортимент значительно меньше, чем инсектицидов и гербицидов.

Гербициды в основном значительно менее токсичны для теплокровных, обладают и слабой кумулятивной способностью. Вместе с тем некоторые гербициды небезопасны для окружающей среды. К их числу следует отнести низшие эфиры, отличающиеся большой летучестью.

Для дефолиации сои, хлопчатника, картофеля и некоторых других культур применяются. Хлориды также используются для десикации ботвы картофеля, подсолнечника, риса и др.

Способы применения пестицидов зависят от их препаративной формы и назначения (обработка семенного материала, опрыскивание, опыление, обработка гранулированными препаратами).

При выращивании картофеля и овощей активнее стали применяться технологии, позволяющие снизить нагрузку пестицидов на окружающую среду, в частности ультраобъемное опрыскивание и предпосевная обработка посадочного и посевного материала.

Тактика применения пестицида обоснована особенностями биологии вредителей, возбудителей болезней, сорняками и характером

Тактика применения инсектицидов обоснована задачей управления численностью популяций вредных видов. При этом учитывается, прежде всего, экономический уровень вредоносности: определяется плотность популяции вредителя, при которой с экономических позиций целесообразно проводить обработку.

Тактика применения фунгицидов в борьбе с грибковыми болезнями -- предупреждение заражения патогенными микроорганизмами путем обеззараживания посевного материала, а также профилактика заражения растений и распространения заболеваний в период вегетации. Задача применения гербицидов в борьбе с сорной растительностью состоит в замене ручного труда на прополке и сокращении числа междурядной обработки почвы.

Многолетнее использование пестицидов на огромных сельскохозяйственных и лесных территориях, часто с применением авиации, привело к масштабному загрязнению окружающей среды. Более того, молекулы ядохимикатов включаются в природные процессы миграции и круговорота веществ и разносятся вместе с атмосферными потоками на большие расстояния. Но самое главное -- они включаются в экологические пищевые цепочки: из почвы попадают в воду и растения, затем -- в организмы животных и птиц, а в конечном счете -- с пищей и водой -- в организм человека. И на каждом этапе миграции они наносят вред и ущерб. Однако так как вредные насекомые со временем приспосабливаются к ядовитым свойствам этих веществ и эффективность пестицидов падает, их количество на единицу сельскохозяйственной продукции приходится постоянно увеличивать.

Один из механизмов отрицательных последствий -- передача и концентрирование стабильных пестицидов по трофическим цепям. Устойчивые к определенным пестицидам, флора и фауна могут накапливать их без разложения. В результате концентрация токсиканта в организме может многократно превысить исходную концентрацию его в окружающей среде. Этот процесс биологического концентрирования имеет особенно серьезное экологическое значение в пищевых цепях, связанных с водной средой.

В основе биологической защиты растений лежит использование естественных противоречий в мире насекомых.

Известно, что наличие на полях определенного набора хищников и паразитов поддерживает численность тлей на таком уровне, при котором можно обойтись без химической обработки зерновых культур.

Помогая работать самой природе, мы можем получить немало продукции, к тому же здоровой, без вредных примесей.

Борьбу с вредителями ведет также многочисленная армия их естественных врагов -- птиц.

Сочетание разнообразных нехимических способов защиты растений с минимальным использованием пестицидов получило название интегрированного метода. Метод основан на биогеоценотическом подходе и рассчитан на максимальное использование природных механизмов регуляции численности вредящих организмов. При этом нельзя упускать из виду ассортимент пестицидов, внедряя препараты избирательного действия, быстро разлагающиеся в природной среде и имеющие минимальный отрицательный побочный эффект. Необходимо совершенствовать способы внесения препаратов, по возможности отказываясь от распыления их с самолетов, связанного с большой опасностью сноса на соседние территории и акватории. Надо максимально использовать в сельском и лесном хозяйствах высококачественные посадочные материалы растений, устойчивых к вредителям и болезням. Кроме того, в каждом конкретном случае следует учитывать местные особенности живой природы.

Такие прогрессивные методы применения пестицидов, как малообъемное и ультрамалообъемное опрыскивание сельскохозяйственных культур, позволяют многократно снизить и количество применяемых препаратов, и отрицательное воздействие их на природу.

Трихограмма заражает яйца вредителей сельского хозяйства, и вместо гусеницы вредителя развивается личинка трихограмммы. Найденный способ борьбы с насекомыми-вредителями, таким образом, оказался очень результативным, экологически чистым и экономически выгодным. В России сейчас трихограмму выращивают почти на тысяче фабричных линий.

Разработаны методы массового разведения в защищенном грунте паразитов и хищников тлей и технические приемы выпуска златоглазки обыкновенной для борьбы с хлопковой совкой и, а так же с колорадским жуком на картофеле и баклажане.

Большое внимание уделяется сохранению и накоплению естественного запаса энтомофагов в полевых условиях. Разработанные в настоящее время системы мероприятий по защите сельскохозяйственных культур основаны на максимальном сохранении природной популяции энтомофагов и возбудителей болезней вредителей. Сроки и способы применения инсектицидов рекомендуются с учетом биологических особенностей не только вредителей, против которых они направлены, но и основных видов энтомофагов, регулирующих численность вредителей.

4. Качество продукции в адаптивном растениеводстве

Современная рыночная экономика предъявляет принципиально иные требования к качеству выпускаемой продукции. В современном мире выживаемость любой фирмы, ее устойчивое положение на рынке товаров и услуг определяются уровнем конкурентоспособности. В свою очередь конкурентоспособность связана с двумя показателями -- уровнем цены и уровнем качества продукции. Причем второй фактор постепенно выходит на первое место. Производительность труда, экономия всех видов ресурсов уступают место качеству продукции.

Качество -- это авторитет фирмы, увеличение прибыли, рост процветания, и работа по управлению качеством на фирме -- альфа и омега для всего персонала, от руководителя до конкретного исполнителя.

Качество продукции -- важнейший показатель деятельности предприятия. Повышение качества продукции в значительной мере определяет выживаемость предприятия в условиях рынка, темпы научно-технического прогресса, рост эффективности производства, экономию всех видов ресурсов, используемых на предприятии. Рост качества продукции -- характерная тенденция работы всех ведущих фирм мира. Она охватила европейские, американские и азиатские предприятия. И качество выпускаемой продукции -- основной фактор конкуренции между фирмами.

Понятие качества продукции регламентировано ГОСТ 15 467--79 Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения.

Качество -- это совокупность свойств продукции, обусловливающих ее Пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением.

Качество как фактор конкурентоспособности распространяется на всю национальную экономику. Оно способствует рациональному использованию ресурсов.

С понятием качества тесно связано и понятие технического, уровня продукции -- относительной характеристики качества продукции, основанной на сопоставлении значений показателей, определяющих техническое совершенство оцениваемой продукции, с соответствующими базовыми показателями, их значениями.

Качество продукции не ограничивается только одним свойством, это совокупность свойств. Свойства продукции количественно выражаются в показателях качества. Общепризнанна классификация на десять групп свойств и соответственно показателей.

Показатели назначения характеризуют полезный эффект от использования продукции по назначению и обусловливают область применения продукции. Для продукции производственно-технического назначения основным показателем может служить производительность, показывающая, какой объем продукции может быть выпущен с помощью оцениваемой продукции или какой объем производственных услуг может быть оказан за определенный промежуток времени.

Показатели надежности -- безотказность, сохраняемость, ремонтопригодность, а также долговечность изделия. В зависимости от особенностей оцениваемой продукции для характеристики надежности могут использоваться как все четыре, так и часть из указанных показателей. Для некоторых изделий, связанных с безопасностью людей, безотказность может быть основным, а иногда и единственным показателем надежности. Чрезвычайно важна безотказность бытовых электроприборов, некоторых механизмов автомобилей (тормозная система, рулевое управление). Для воздушных судов безотказность -- единственный и основной показатель качества.

Показатели технологичности характеризуют эффективность конструкторско-технологических решений для обеспечения высокой производительности труда при изготовлении и ремонте продукции. Именно с помощью технологичности достигаются массовость выпуска продукции, рациональное распределение затрат материалов, средств, труда и времени при технологической подготовке производства, изготовлении и эксплуатации продукции.

Показатели стандартизации и унификации -- это насыщенность продукции стандартными, унифицированными и оригинальными составными частями, а также уровень унификации по сравнению с другими изделиями. Эргономические показатели отражают взаимодействие человека с изделием и комплекс гигиенических, антропометрических, физиологических и психологических свойств человека, проявляющихся при пользовании изделием. Эстетические показатели характеризуют информационную выразительность, рациональность формы, целостность композиции, совершенство исполнения и стабильность товарного вида изделия.

Показатели транспортабельности выражают приспособленность продукции для транспортирования.Патентно-правовые показатели характеризуют патентную защиту и патентную чистоту продукции и являются существенным фактором при определении конкурентоспособности.

Качество продукции в условиях современного производства -- важнейшая составляющая эффективности, рентабельности предприятия и поэтому ему необходимо уделять постоянное внимание. Заниматься качеством должны все -- от директора предприятия до конкретного исполнителя любой операции. Все процессы по обеспечению, проектированию, сохранению качества объединены в систему управления качеством.

Все это осуществимо только тогда, когда действует четко организованная система управления качеством, направленная на интересы потребителей, затрагивающая все подразделения и приемлемая для всего персонала.

Только непониманием проблемы качества можно объяснить такие заявления руководителей, как «управление качеством продукции означает ужесточение приемки продукции», «управление качеством продукции означает более активное внедрение стандартизации», «управление качеством представляет собой статистику», «управление качеством на практике представляется весьма трудоемким процессом», «пусть вопросами управления качеством продукции занимается отдел приемки или контроля», «успехи предприятия в управлении качеством продукции исключают выполнение дополнительных мероприятий», «управление качеством не имеет отношения к администрации предприятия или отделу реализации».

В условиях острой конкурентной борьбы фирмы смогут успешно развиваться, лишь внедряя системное управление качеством продукции. Растущая требовательность к повышению качества изделий в настоящее время -- одна из характерных черт мирового рынка.

Системы разработки новых изделий должны содержать три основных положения:

* качество рассматривается наравне со всеми техническими новшествами с самого начала разработки изделия;

* планирование научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ организуется таким образом, чтобы не ограничивать проектирование вариантов изделия с наилучшими характеристиками;

* ускорение разработки изделия должно стать основным критерием эффективности системы разработки.

Международный опыт показывает, что работы по повышению качества целесообразно проводить в рамках системного управления, которое охватывает весь жизненный цикл продукции -- от проектирования до потребления и утилизации.

Конечная оценка качества изготовления продукции осуществляется с. помощью сертификации, которая означает испытание продукции, выдачу сертификата соответствия, маркировку продукции (знак соответствия) и контроль за состоянием последующего производства с помощью контрольных испытаний.